Development of organic semiconductors and their application to light-emitting devices by means of machine learning approach and quantum chemical calculation

通过机器学习方法和量子化学计算开发有机半导体及其在发光器件中的应用

• 批准号: 21H04564
• 负责人: 内藤 裕義
• 金额: $ 27.12万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka Prefecture University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04564/
• 关键词: 有機アモルファス半導体; 量子化学計算; 機械学習; 電子物性予測; 有機発光ダイオード; デバイスシミュレーション; 燐光発光材料; 熱活性化遅延蛍光材料; マイクロフローリアクター; 逆構造有機発光ダイオード; 高速インピーダンス分光系; 有機発 光ダイオード

１）熱活性化遅延蛍光（TADF）モデル分子（o-, m-, and p-CzBN）、安達らの分子（2CzPN, 4CzPN, 4CzIPN, 4CzTPN）の基底状態，最低三重項状態（T1）および最低励起一重項状態（S1）の安定構造を探索し決定した。２）発光スペクトルの強度および（逆）項間交差の速度定数の計算のための理論式を導出し、速度定数を決定した。３）機械学習により、目的とする正孔移動度を示す新規な有機分子を設計できる自動分子設計システムの構築に成功した。４）アクセプター部位に対してより弱いドナーを導入したTADF材料の合成の検討を行った。また，固体での蛍光量子収率を向上させるための置換基の導入の検討や、S1やT1のエネルギー準位を制御するための分子設計指針を検討した。５）りん光材料を用いた溶液塗布型有機発光ダイオード（OLED）に適した発光層ホストポリマーの開発を目的として、高いT1を有するアクリレート官能基化カルバゾール系有機半導体を立体障害の小さなカルバゾール系コモノマーと共重合させることでポリマー主鎖の伸長に成功した。６）2-フェニルキノキサリン配位子を有する近赤外りん光性ビスシクロメタル化イリジウム錯体について、フェニル基上への置換基の導入によって容易に発光波長を長波長化させることに成功した。７）溶液塗布型OLEDに適したりん光材料の開発を目的として、赤色りん光性ビスシクロメタル化イリジウム錯体の補助配位子が発光量子収率に及ぼす効果について検討した。８）アモルファス有機半導体の電子物性予測法を確立した。９）反実仮想的機械学習によるOLED設計手法を提案した。１０）time stretched pulse（TSP）を用いた高速インピーダンス分光においてTSPを最適化し測定周波数域でほぼ一定の信号対雑音比を得た。

1) Thermally activated 遅 extended 蛍 light (TADF) モデ 蛍 molecules (o-, m-, and p-CzBN), andar ら ら molecules (2CzPN, 4CzPN, 4CzIPN, 4CzTPN) <s:1> substrate state The lowest triple term state (T1) および the lowest excitation single term state (S1) the <s:1> stable structure を the exploration of the confidence determines the confidence た. 2) 発 light ス ペ ク ト ル の strength お よ び (inverse) between a job の speed constant の computing の た め の theory derived type を し, speed constant を decided し た. 3) mechanical learning に よ り, purpose と す る moving hole degrees を で す in new rules な organic molecules を design き る automatic molecular design シ ス テ ム built の に success し た. 4) ア ク セ プ タ ー parts に し seaborne て よ り weak い ド ナ ー を import し た の TADF materials synthesis の 検 line for を っ た. ま た, solid で の 蛍 light quantum を 収 rate upward さ せ る た め の replacement base の import の beg や, S1 検 や T1 の エ ネ ル ギ ー quasi a を suppression す る た め の molecular design pointer を beg し 検 た. 5) り ん を light material with い た solution coating type organic 発 light ダ イ オ ー ド (OLED) に optimum し た 発 light layer ホ ス ト ポ リ マ ー の open 発 を purpose と し て, high い T1 を す る ア ク リ レ ー ト functionality, change カ ル バ ゾ ー ル series organic semiconductor を stereoscopic handicap of small の さ な カ ル バ ゾ ー ル department コ モ ノ マ ー と total coincidence さ せ る こ と で ポ リ マ ー The main lock rod has been extended に successfully た. 6) 2 - フ ェ ニ ル キ ノ キ サ リ ン ligand を have す る nearly bare outside り ん optical ビ ス シ ク ロ メ タ ル change イ リ ジ ウ ム misprinted に つ い て, フ ェ ニ ル base on へ の replacement base の import に よ っ て easy に を 発 wavelength long wavelength change さ せ る こ と に successful し た. 7) solution coating type OLED に し た り ん light material の open 発 を purpose と し て, red り ん optical ビ ス シ ク ロ メ タ ル change イ リ ジ ウ ム misprinted の subsidies ligand が 発 light quantum に 収 rate and ぼ す unseen fruit に つ い て beg し 検 た. 8) アモ ファス ファス organic semiconductor <s:1> electronic property pretest method を establish た. 9) Anti-realistic 仮 idea of machine learning によるOLED design approach を proposal た た. 10) time stretched pulse (TSP) を い た high-speed イ ン ピ ー ダ ン ス spectral に お い て determination of optimal TSP を し cycle number field で ほ ぼ certain の 雑 seaborne sound signal than を た.

项目成果

磁気円偏光有機発光ダイオード(MCP-OLED)における高性能化

提高磁性圆偏振有机发光二极管 (MCP-OLED) 的性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Liu Chong;Yasumura Shunsaku;Toyao Takashi;Maeno Zen;Shimizu Ken-ichi;原 健吾，射場 日有人，大久保貴志，八木繁幸，今井喜胤
• 通讯作者: 原 健吾，射場 日有人，大久保貴志，八木繁幸，今井喜胤

メチル置換有機ホウ素錯体の分子構造，結晶構造，および蛍光特性の相関

甲基取代有机硼配合物的分子结构、晶体结构和荧光性质之间的相关性

• 发表时间: 2023
• 作者: 松本楓子;大垣拓也;松井康哲;池田浩
• 通讯作者: 池田浩

交差共役系分子内ドナー・アクセプター対を有する赤色発光性ビシクロオクタジエン誘導体

具有交叉共轭分子内供体-受体对的发红光的双环辛二烯衍生物

• 发表时间: 2023
• 作者: 長岡 朋希;松井 康哲;大垣 拓也;池田浩
• 通讯作者: 池田浩

Development of a Dibenzo[b,d]furan-Based Dinuclear Platinum(II) Complex Showing Intense Room-Temperature Phosphorescence

基于二苯并[b,d]呋喃的双核铂(II)络合物的开发显示出强烈的室温磷光

• 发表时间: 2023
• 作者: Koki Kudo;Ayano Sakurai;Hidetaka Tsujimoto;Naoya Suzuki;Takeshi Maeda;Shigeyuki Yagi
• 通讯作者: Shigeyuki Yagi

含窒素ヘテロアセン骨格を電子アクセプターとする新規分子内電荷移動型π共役化合物の創出と短波赤外発光特性

以含氮杂并苯骨架为电子受体并具有短波红外发射特性的新型分子内电荷转移型π共轭化合物的制备

• 发表时间: 2023
• 作者: 山田志遠;伊佐海斗;高木駿多;有田祥子;長岡昌希，鈴木直弥，前田壮志，酒巻大輔，藤原秀紀，大峰拓也，佐伯昭紀，八木繁幸
• 通讯作者: 長岡昌希，鈴木直弥，前田壮志，酒巻大輔，藤原秀紀，大峰拓也，佐伯昭紀，八木繁幸